兰州重粒子加速系统(HIRFL)是由注入器SFC(螺旋型扇聚焦加速器)和主加速器SSC(分离扇聚焦加速器)组成.该文通过对SFC轴向注入系统的改进以及对SFC引出束流发射度制备来研究提高SFC引出束流强度以及SFC直接作为CSR前级注入器时提高CSR注入效率的可行性和有效性.论文首先束流传输理论和空间电荷效应的有关理论,然后对组成该系统的聚束器,螺线静电偏转器和轴向注入束流线的设计研究作了比较详细的描述.设计研究的结果表明,改进SFC轴向注入系统是可行的,也是有效的.与现在使用的轴向注入系统相比,束流注入效率可以提高1倍左右,束流调试时间也可有效缩短.SFC引出束流的制备原理是将SFC引出的轻的重离子束(C-Ar)采用前束线上的聚束器NBI对SFC引出束流纵向相空间进行调制,用后束线上的三狭缝系统对束流的横向相空间进行限制,从而改变束流的6维相空间的体积和形状,提高束流的品质,使其尽可能达到CSRm对注入束流的要求(能散要求和发射度要求).计算表明,经过制备后的束流大部分都满足CSR对束流品质的要求,提高了注入CSR的束流强度.